volatile

并发编程的三个重要特性

原子性： 一个或一组操作，一旦开始，不会被线程调度机制打断，直到结束，中间不会有任何线程切换。要么所有操作全部执行，要么所有操作都不执行。synchronize 可保证代码片段的原子性；

可见性： 一个线程对共享变量进行了修改，其它线程都可以立刻看到修改后的值。volatile 关键字可以保证共享变量的可见性；

有序性： JVM 执行代码过程是有先后顺序的，但并非是代码编写顺序，Java 编译器以及JIT可能在运行期间对代码指令优化，进行指令重排。volatile 关键字可以禁止指令进行重排序优化。

CPU 内存模型

图片引用自 JavaGuide

CPU 处理速度远大于内存处理速度，CPU Cache 是解决CPU和内存速度不对等的。

CPU Cache 从内存中复制一份数据进来，运算完成后协会到内存中，多核多线程处理时就会出现缓存和内存数据不一致的问题。

CPU 通过制定缓存一致协议或其他方式解决缓存不一致的问题。

JMM - Java 内存模型

图片引用自 JavaGuide

JDK 1.2 之前 Java 内存模型实现总是从内存读取数据，不存在不一致问题；

JDK 1.2 之后Java线程把变量保存到线程内存中，不从内存直接读取数据，多线程操作同一个数据时可能会造成数据不一致。

如何解决呢？看下图：

图片引用自 JavaGuide

volatile 关键字标识 JVM 表名，这个变量是共享且不稳定的，每次使用它都要到主存中进行读取，处理完成后写回到主存；

volatile 关键字还会防止 JVM 指令重排；

volatile 关键字保证变量的可见性。

小结

1. volatile 关键字指示 JVM 绕过线程本地内存到主内存读取变量、处理、写回主存；
2. volatile 关键字防止 JVM 指令重排；
3. volatile 保证变量的可见性；

参考

JavaGuide - volatile 关键字